[發明專利]一種基于電力線本征電阻的數字式微歐電阻脈沖隔離電流傳感器

無效

• 申請號: 201210203324.6
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102967754A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 董浩喆;譚海庭
• 申請（專利權）人: 深圳市業通達實業有限公司
• 主分類號: G01R19/25
• 分類號: G01R19/25;G01R15/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明專利涉及一種用于智能電網中實時測量各處電流數據的電流傳感器，特別涉及一種基于電力線本征電阻、采用高速模數轉換技術和脈沖變壓器的數字式微歐電阻脈沖隔離電流傳感器。?

【背景技術】

配網自動化是智能電網的主要組成部分：配網自動化中關鍵技術之一是如何獲得輸電網中各處電流的實時數據。本發明是針對配網自動化實時電流測量需要的一種基于電力線本征電阻的數字式微歐電阻脈沖隔離電流傳感器，具有實時、精確、線性動態范圍大、溫度特性好、安全、穩定、體積小、價格低等特點，徹底擺脫目前行業上使用電流互感器的方式來測量電流帶來的諸多弊端。?

目前電力行業上的輸電和配電網中的電流測量是依靠電流互感器(或CT變壓器：current?transformer)。電流通過電流互感器將電流的自身信息耦合到互感器的另一端或次端。這樣做的好處是將一次設備同二次設備安全的隔離開來。原來的強電流按比例被互感器變成較弱電流。其弱電流再由二次設備中的電流測量電路通過模型計算給出原強電流數值。目前電流互感器存在于非線性、頻率響應范圍窄、電流測量范圍窄、溫度穩定性不好和電流互感器本身非常昂貴等問題。非線性造成了測量精度只能在比較有限的范圍內有用，當輸電或配電網中的電流發生瞬間超值時，電流互感器就不能精確的測量電流值。頻率響應范圍窄意味著當網絡上的電流發生畸變時，例如太陽能或風力電源并網時產生高頻畸變，或客戶端負載給配電網造成的電流畸變，電流互感器就不能過真實地測量出這些畸變，其直接后果就是存在造成大面積的停電的風險。電流測量范圍窄是由于電流互感器的原理機制所決定，是電流互感器固有的缺陷。?

目前美國已有用串聯電阻測量電流的專利發明，和本發明的主要差異是這些發明都需要額外引入電阻，而沒有直接使用電力線自身的本征電阻來測量電流。目前也沒有發現任何專利涉及到使用脈沖互感器隔離電力線上的一次設備和二次設備。?

【發明內容】

本發明專利，提供了一種基于電力線本征電阻、采用高速模數轉換技術和脈沖變壓器的數字式微歐電阻脈沖隔離電流傳感器。?

本發明專利的技術路線是：為了克服目前電力行業中大量使用的電流互感器的諸多弊?端，采用了下述三種方式來改進電流的測量方法，一是采用電力線自身的電阻為電流傳感器件實現被測電流的取樣；二是使用脈沖變壓器為隔離元件實現一次高壓設備和二次低壓設備的安全隔離；三是采用高精度模數電路實現傳感器的數字化。?

本發明專利的技術方案是：設置一個電流傳感器件、一個放大器、一個高精度模數電路和一個脈沖變壓器。目前電力行業上的輸電和配電網均使用金屬導線，金屬導線本身的本征電阻是輸電線固有的特征值，電流傳感器件就是直接利用了輸電線本征電阻。當被測電流通過本征電阻時就產生對應被測電流的電壓差值。該電壓差值線性地代表被測電流，電壓差值被放大器進一步放大后送到高精度模數轉換器。高精度模數電路將經過放大器放到合適幅度的電壓差值轉換成數字脈沖量。脈沖變壓器再將數字脈沖量以脈沖形式送到下端的二次設備。被測電流值是以脈沖形式通過變壓器，變壓器自身的弱點例如非線性和頻率帶寬窄將不會給電流數值脈沖產生任何不良影響。同時一次高壓設備和二次設備將被安全地隔離開，從而提供了足夠的安全性能。?

本發明專利的有益效果是：提出了一種具有實時、精確、線性動態范圍大、溫度特性好、安全、穩定、體積小、價格低等特點的數字式微歐電阻脈沖隔離電流傳感器，徹底擺脫目前行業上使用電流互感器的方式來測量電流帶來的諸多弊端。?

【附圖說明】

圖1：數字式微歐電阻脈沖隔離電流傳感器發明原理(數字式微歐電阻脈沖隔離電流傳感器原理圖)?

圖2：數字式微歐電阻脈沖隔離電流傳感器應用于架空電力線(脈沖隔離和微歐串聯電阻式直接電流傳感器應用于架空電力線)?

圖3：數字式微歐電阻脈沖隔離電流傳感器應用于地下埋入式鎧甲電纜(脈沖隔離和微歐串聯電阻式直接電流傳感器應用于地下埋入式鎧甲電纜)?

【具體實施方式】

下面結合附圖對本發明專利作進一步說明。?

請參考圖1，電流傳感器件有二個電流取樣端點，即圖中的A、B二點。A、B二個電流取樣端點被連接到被測電力線上，兩端點的之間的電力線長度可在兩米或兩米以下，其形成的電力線路自身的本征電阻在微歐姆范圍內。當被測電流通過A、B兩個電流取樣端點時將在其本征電阻上產生對應被測電流的電壓差值，這個電壓差值線性地代表被測電流，從而實現了對被測試電流的取樣。A、B二個電流取樣端點同時接到放大器的差分輸入端，電流傳感器件上產生的代表被測電流的電壓差值，被放大器進一步放大后送到高精度模數轉換器。高精度模數電路將經過放大器放到合適幅度的電壓差值進行模數轉換，形成數字脈沖量，該數字脈沖量被送到脈沖變壓器的輸入端口。脈沖變壓器再將被測電流形成的數字脈沖量以脈沖形式送到下端的二次設備。?